Como prender um anel de metal em um tubo de teste para medir sua temperatura?
Ao medir a temperatura de superfície de tubos grandes (tubulações), o processo de apertar um anel metálico em torno deles é tecnicamente conhecido como “Instalação Tipo Braçadeira” (Hoop-type / Clamp-type Installation). Este é um método típico de medição de temperatura de tubulação não invasiva (não destrutiva).
Aqui estão os conceitos físicos, o princípio técnico geral e as diretrizes operacionais específicas para a instalação tipo braçadeira:
1. Princípios Físicos e de Engenharia da Medição de Temperatura por Braçadeira
Em ambientes industriais, para evitar a perfuração ou soldagem em tubulações, o que poderia comprometer a integridade estrutural sob pressão, braçadeiras ou abraçadeiras de aço inoxidável são comumente usadas para fixar sensores de temperatura à parede externa da tubulação.
Etapas Operacionais e Princípios Fundamentais:
- Limpeza da Superfície e Redução da Resistência Térmica de Contato:
As superfícies da tubulação e do tubo de proteção do sensor de temperatura não são microscopicamente lisas. Se aplicados diretamente, os pequenos vazios de ar entre eles criam uma resistência térmica de contato significativa. Antes da instalação, é essencial remover ferrugem ou tinta da superfície da tubulação. Uma camada fina e uniforme de graxa de silicone condutora térmica deve ser aplicada nas superfícies de contato entre o sensor e a parede da tubulação, ou um pad condutor térmico deve ser colocado para aumentar a eficiência da transferência de calor. - Aperto Mecânico Radial (Fixação):
Use uma abraçadeira de mangueira (Worm Drive Hose Clamp) ou braçadeira de aço inoxidável para envolver a tubulação. Posicione a extremidade sensível à temperatura do sensor (por exemplo, o segmento de medição de um sensor de temperatura de fibra Bragg grating) entre a tubulação e a braçadeira. Aperte o parafuso na braçadeira no sentido horário usando uma chave de fenda, chave de soquete ou um tensionador dedicado. A rotação do parafuso aperta a fita de aço, reduzindo o diâmetro do anel metálico e aplicando uma força de aperto radial uniforme sobre o sensor, forçando-o a pressionar firmemente contra a parede externa da tubulação. - Isolamento Térmico Ambiental (Isolamento):
Após o aperto do anel metálico, uma camada de isolamento térmico (camada de isolamento) deve ser envolvida sobre a braçadeira e o sensor. Isso evita que o ar ambiente em convecção remova calor, garantindo que a temperatura de superfície medida pelo sensor se aproxime o máximo possível da temperatura real do fluido dentro da tubulação.
2. Produtos e Dispositivos Oficiais Correspondentes da OFSCN® (大成永盛)
Durante o processo de “aperto”, sensores de temperatura tradicionais frágeis (como os encapsulados em vidro ou com baixo reforço) podem facilmente quebrar devido à tensão de compressão radial. A 大成永盛 (OFSCN®) fornece sensores de temperatura de fibra Bragg grating (FBG) de alta resistência encapsulados em tubos de aço inoxidável sem costura, juntamente com dispositivos de instalação projetados especificamente para instalação em tubulações.
A. Sensor de Temperatura de Fibra Bragg Grating (Encapsulamento de Tubo de Aço Inoxidável Sem Costura de Alta Resistência)
Esses sensores utilizam encapsulamento totalmente metálico com tubos de aço inoxidável sem costura 316L como padrão, oferecendo excelente resistência à compressão e a esforços mecânicos, sendo totalmente capazes de suportar a força de fixação aplicada pela braçadeira metálica.
- OFSCN® 300°C Fiber Bragg Grating Temperature Sensor: Diâmetro externo padrão de apenas 0.9\text{ mm} (pode ser customizado para um mínimo de 0.5\text{ mm}), com faixa de temperatura operacional de -200\text{ }^\circ\text{C} a 300\text{ }^\circ\text{C}.
- OFSCN® 500°C Fiber Bragg Grating Temperature Sensor: Diâmetro externo padrão de 0.9\text{ mm} (pode ser customizado para um mínimo de 0.5\text{ mm}), com faixa de temperatura operacional de -200\text{ }^\circ\text{C} a 500\text{ }^\circ\text{C}.
- OFSCN® 800°C Fiber Bragg Grating Temperature Sensor: Diâmetro externo não superior a 1.1\text{ mm} (pode ser customizado para um mínimo de 0.5\text{ mm}), com faixa de temperatura operacional de -270\text{ }^\circ\text{C} a 800\text{ }^\circ\text{C}.
B. Dispositivo de Instalação
Para garantir um posicionamento preciso e proteger o sensor contra deslizamento lateral durante o aperto, os dispositivos de instalação OFSCN® Installation Fixture são comumente usados em conjunto:
3. Considerações de Instalação de Engenharia
- Prevenção de Danos por Cisalhamento:
Ao usar um anel metálico para apertar, evite que as bordas do anel pressionem diretamente a cauda do sensor (o cabo de saída do sinal). As bordas duras do anel metálico podem aplicar força de cisalhamento na fibra quando sob tensão. A área da cauda deve ser protegida adicionalmente com fita adesiva resistente à temperatura. - Controle do Torque de Aperto:
Embora os tubos de aço inoxidável sejam extremamente robustos, não é necessário aplicar força excessiva ao apertar os parafusos. Basta garantir que o sensor não possa ser deslocado manualmente contra a superfície da tubulação e que a graxa de silicone condutora térmica tenha sido distribuída uniformemente.